セントラルスピンドリンを介したRhoGEF輸送は細胞質分裂の切断面の位置決めをする

SCIENCE SIGNALING
4 Jul 2023 Vol 16, Issue 792
[DOI: 10.1126/scisignal.adh0601]

Brandt Warecki^{1, 2} and Li Tao^{1, *}

1. ¹ Department of Biology, University of Hawai'i at Hilo, Hilo, HI 96720, USA.
2. ² Department of Molecular, Cell, and Developmental Biology, University of California, Santa Cruz, Santa Cruz, CA 95064, USA.

* Corresponding author. Email: ltao2@hawaii.edu

Editor's summary

細胞質分裂と呼ばれる細胞分裂の最終段階では、細胞膜が細胞赤道に沿って徐々に内側に狭められる。WareckiとTaoは、酵素RhoAの活性化がどのように正確に局在化されてこの過程を可能にするかを調べた。精製タンパク質系では、RhoAの活性化因子であるRhoGEFが、セントラルスピンドリンと呼ばれるモータータンパク質複合体によって微小管に沿って輸送された。次に、セントラルスピンドリンは微小管末端にRhoGEFを保持し、RhoGEFの蓄積を可能にした。細胞では、この蓄積により、細胞赤道でのRhoA活性と細胞質分裂の進行が維持された。これらの知見は、細胞質分裂時に細胞がRhoAを局所的に活性化するしくみに関して長年信じられていた仮説を裏付けるものである。—Leslie K. Ferrarelli

要約

細胞質分裂時、細胞膜は切断面に沿って内側に向かって曲がる。切断面の位置決めは正確な細胞分裂に重要であり、Rhoグアニンヌクレオチド交換因子（RhoGEF）を介した低分子グアノシントリホスファターゼRhoAの活性化と保存されたモータータンパク質複合体セントラルスピンドリンによって決定される。ここでは、セントラルスピンドリンがRhoGEFの位置決めを仲介するかどうか、またどのように仲介するかを調べた。キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）の分裂中の神経芽細胞で、切断の直前に、まずセントラルスピンドリンが、次にRhoGEFがその後切断が開始される部位に局在化することを観察した。精製したショウジョウバエタンパク質と安定化した微小管を用いたin vitroアッセイにより、セントラルスピンドリンが単一微小管に沿ってRhoGEFを積荷として直接輸送し、RhoGEFを微小管プラス末端に長期間隔離することを発見した。さらに、RhoGEFのセントラルスピンドリンへの結合は、セントラルスピンドリンのモーター活性を刺激するようであった。したがって、セントラルスピンドリンのモーター活動と微小管結合は、星状体微小管が重なり合うなど、微小管プラス末端が豊富な領域にRhoGEFを移動させ、局所的にRhoAを活性化し、細胞分裂時に切断面を正確に位置決めすることを可能にする。